1. 서언

모든 방적공장의 목표는 높은 효율로 만족스러운 품질수준의 실을 생산하는 것으로, 품질 표준 유지 및 효율 저하 방지를 위해 항상 노력한다. 기계는 언제든지 고장날 수 있고, 문제가 발생할 수 있으며, 혹은 운전자의 부주의로 인해 결함이 있는 제품을 만들 수 있으므로 지속적인 관리는 꼭 필요한 것이다. 어떤 일정 기간 동안 발견되지 않았던 결함들이 실제적인 문제를 발생시키며, 품질수준을 저하시킨다. "점검(check)", "인식(know)" 및 "조치(react)"가 "성공(success)"을 의미한다고 할 수 있다. 이에 따라 이미 발견된 결함은 발견되지 않고 남아 있는 결함에 비해 훨씬 덜 문제시 될 것이다. 점검이나 시험을 통해 결함을 발견, 인식하게 되고, 이에 따라 조치를 한다는 것은 결함의 원인을 교정한다는 의미이다.

점검(check) → 인식(know) → 조치(react) = 성공(success)

품질관리에 있어서 다음과 같은 세가지 기본 시스템이 사용되고 있다 :

(1) 각 시료의 채취에 의한 순간 점검

(2) 생산기계의 지속적인 관리

(3) 생산기계의 자동수정(제어)

만일 각 상황마다 위의 세가지 시스템을 모두 사용한다면 최적화를 이룰 수 있을 것이다. 품질관리는 정기적인 기계보전 및 정밀검사와 결합되어야만 한다.

품질수준의 점검과 관련하여 다음과 같은 네가지 사항이 고려되어야 한다. ;

점검

- 무엇을 시험해야 하나?

- 어디에서 시험해야 하나?

- 언제 시험해야 하나?

- 어떻게 시험해야 하나?

이 네가지 질문에 대한 답변은 다음 장에서 논의될 것이다.

모든 실과 조사 및 슬라이버의 경우는 어느 정도 네가지 유형의 변동을 가진다. 첫번째 유형은 균제도로서 이는 실내에서의 섬유분포와 관련이 있다. 이러한 유형의 변동은 영원히 존재하는 것으로서 실 단면에 있는 섬유 올수가 항상 다르다. 매 ㎝마다 조금씩 섬유 올수의 차이가 있으므로 실의 굵기가 달라진다. 이러한 유형의 균제도는 드래프팅 요소의 종류나 더블링 뿐만 아니라 섬유 자체에 의해 영향을 받을 수 있으며, U%나 CV%로 측정된다.

만일 실 단면에서의 변동이 매우 긴 주기의 것이라면, 이것은 "번수 변동(size variation)"이라 부른다. 번수 변동은 방적공장에서 준비공정인 전방공정에 기인한다.

세번째 유형이 "결점(imperfections)", "가는 부분(thin places)", "굵은 부분(thick places)" 및 "넵(neps)" 이다. 이런 유형의 변동은 영원히 존재하지는 않는다. 예를 들어 넵은 오랫동안 나타나지 않다가 갑자기 다른 형태나 여러개가 한꺼번에 나타나기도 한다. 이러한 넵의 발생 원인은 원료 뿐만 아니라 공정 중에서도 발생할 수 있다. 결점들은 상호 비교를 위해 1,000미터당 개수로 계산된다.

마지막으로 가장 중요한 유형의 결점은 매우 드물게 발생하는 굵은 결점이다. 이러한 굵은 결점들은 상당히 굵지만 자주 발생하지는 않는다. 이 결점들은 상당히 굵어 최종 제품에 문제를 일으킨다. 앞서 언급한 넵은 자주 발생되는 경우에 대해서만 문제가 된다. 드물게 발생하는 굵은 결점들은 보통 CLASSIMAT에서 100,000미터당 개수로 계산되는데, 권사공정의 얀 클리어링에 의해서 굵은 결점들의 제거가 가능하다.

모든 품질 기준들은 평균값 및 변동에 의해 평가되어야 한다. 한 예로, 만일 실의 평균 번수가 정확하더라도 각 보빈간 번수 변동이 심하다면 실의 품질이 그리 좋은 것이라고는 할 수 없다<그림 1>.

만일 강력이 상당히 작은 보빈들이 있다면 비록 평균 강력은 적당하더라도 이 실은 제직 중 문제를 일으킬 것이다.

2. 변동 원인

섬유제품의 변동에는 크게 두가지 원인이 있다. 매우 긴 주기의 변동은 소면기의 불균일한 공급 때문에 발생한다. 그러나 변동의 대부분은 드래프트 부분에서 발생되고, 변동의 발생시에는 보통 평균섬유장의 세배 정도로 매우 짧다. 로울러를 이용하는 드래프트에서는 장섬유들이 절단되지 않도록 충분히 넓게, 또한 단섬유들이 제어되지 않은채 부유되지 않을 정도로 충분히 좁게 게이지를 세팅하여야 한다. 그러므로 세팅시 다소간의 절충점과 짧은 변동들이 유발되는데, 이를 드래프트 파(draft wave)라고 한다<그림 2>.

이러한 짧은 변동들은 후공정에서 드래프트되어 더 긴 변동이 되고, 다시 짧은 변동들이 이미 존재하는 변동들 위에 중첩되어 나타난다. 그러므로 더 많은 공정을 거친 원료에는 더욱 다양한 유형의 변동들이 존재하게 된다. 예를 들어 소면사 제조용 단섬유방적 시스템에서 소면기에 공급되는 1미터의 원료는 실에서 거의 2,000킬로미터, 브레이커 연조기에 공급되는 1미터의 슬라이버는 실에서 약 200킬로미터에 해당된다<그림 3>.

일부 변동들이 랜덤 특성을 가지고 있는 한 더블링으로 인해 일부 변동들이 소멸될 수도 있다는 것은 자연스럽게 이해된다. 이러한 변동을 제어하기 위해서는 모든 공정에서 필수적으로 균제도를 점검해야 하고, 이렇게 함으로써 단주기, 중주기 및 장주기의 변동 측면에서 균제한 실을 기대할 수 있다.

슬라이버, 조사 및 실의 균제도나 불균제도는 USTER? Evnness Tester, USTER? Tester Ⅰ이나 전자동식 Tester Ⅱ에서 측정한다.

세가지 모델 모두 적분기가 부착되어 평균 불균제도 다이어그램 및 스펙트로그램을 보여준다. 사시험을 위해서는 또한 결점 지시계(imperfection indicator)를 부착하여야 한다. 스펙트로그래프는 측정한 시료의 길이에 따라 파장을 분류하는데, 짧은 파장은 드래프트 부분에서 발생된 짧은 변동으로 스펙트로그램의 좌측편에 나타난다. 이전 공정에서 발생한 더 긴 변동들은 스펙트로그램의 우측 끝부분에 나타난다.

만일 어떤 특정 파장이 다른 것들에 비해 더욱 자주 발생된다면 랜덤 변동이라 하지 않고 "규칙적(systematic)" 변동이라 부른다. 그러한 변동들은 기계적 부정확성이나 기어나 로울러 부위의 마모로 인해 발생해 스펙트로그램에서 가장 높은 피크인 "침니(chimney)"를 형성한다. 드래프트 파나 부적절한 섬유제어는 로울러 세팅에 기인하고, 스펙트로그램에서 언덕(hill) 모양을 형성한다<그림 4>.

이상적인 스펙트로그램일지라도 일직선 형태는 아니다. 이상적인 스펙트로그램에서는 스테이플 섬유장 및 스테이플 다이어그램의 형태로 인해 사용한 스테이플 평균섬유장의 2.7배나 2.8배 정도에 가장 높은 부위를 갖는 곡선을 형성한다<그림 5>.

단 한가지 예외는 무한정 길이의 필라멘트에 대한 것으로 스펙트로그램의 측정범위에서는 언덕 모양이 나타나지 않는다.

주기적 변동의 대부분은 편심 로울러나 타원형 톱 로울러로 인해 발생된다. 편심 로울러는 불균일한 선속도를 가지게 되므로 로울러의 원주에 따라 드래프트가 변화한다. 그 결과 로울러의 원주 길이를 갖는 패턴 또는 주기적인 변동이 나타난다<그림 6>.

타원 로울러에서는 한번 회전하는데 두 번의 주기적 변동이 발생한다.

주기적 결함을 갖는 실은 최종 직물에서 므와레 현상이 나타날 수 있다<그림 7>.

앞 그림은 세가지 발생 가능한 패턴의 예를 보여준다. 첫 번째는 구름 모양의 외관(cloudy appearance)이고, 두번째는 굵은 부분들이 가는 것과 번갈아 위치하여 발생하는 줄무늬이며, 세번째는 특히 면방적에서 잘 알려진 므와레 현상이다. 일반적으로 세가지 패턴의 외관은 서로 다르지만 모두 제품의 품질을 다소 저하시킨다.

만일 슬라이버가 더블링되면, 즉 랜덤 변동이 더블링에 의해 제거될 수 있는 기회를 갖게 되면, 그 변동 길이는 한 캔 내에 담기는 슬라이버 길이보다 더 길지 않을 것이다. 변동 길이가 짧을수록 더블링이 변동을 제거하는데 도움이 되는 더 좋은 기회가 된다. 그러한 변동들은 각 슬라이버 수의 제곱근만큼 감소된다. 예를 들어, 네가닥의 슬라이버를 더블링한다면 네가닥의 슬라이버를 합한 균제도는 각 슬라이버들의 불균제도의 절반정도 밖에 되지 않는다(√4=2). 만일 주기적 변동이나 규칙적 변동이 나타난다면 이 변동은 실제적으로 더블링에 의해 사라질 가능성은 없다. 더블링에서 모든 굵은 결점들이 함께 놓여질 수 있기 때문에 주기적 변동이 더욱 현저하게 나타날 수도 있다.

<그림 8>은 모든 공정에서 약 8㎝의 패턴을 형성한 이론적 예를 보여준다. 드래프트를 6으로 하면 스펙트로그램에서는 8㎝ 패턴과 앞서 생긴 8㎝에 6을 곱하여 48㎝가 되거나, 다시 드래프트를 6을 사용한 최종 그래프에서는 8, 48, 288㎝의 위치에서 세가지 패턴을 갖게 된다.

요 약 :